Startupi so razvili čipe, ki ljudem omogočajo, da z mislimi upravljajo stroje. Milijarderji stavijo, da bi ti možgansko-računalniški vmesniki lahko postali vsakdanja potrošniška tehnologija.
Znanstvena fantastika si že dolgo predstavlja svet, v katerem naši možgani komunicirajo s stroji, da bi obnovili in izboljšali naše sposobnosti. Spomnimo se nevronskih vsadkov, ki so povezovali vizir Geordija La Forgea v Zvezdnih stezah, ali omogočili, da se je Alex Murphy v RoboCopu znova rodil kot kiborg policist.
V resničnem svetu raziskovalci že desetletja razvijajo tako imenovane možgansko-računalniške vmesnike, da bi ljudem s paralizo, slepoto, izgubo sluha in drugimi stanji pomagali povrniti izgubljene funkcije. Nekateri posamezniki so s temi napravami z mislimi upravljali računalniško miško (kazalec na zaslonu), drugi so uspeli premikati robotsko roko ali del svojih misli pretvoriti v besedilo.
Tehnologija je še vedno v zgodnji fazi razvoja, število ljudi z vsadki pa se meri v stotinah. Le nekaj podjetij je dobilo regulativno odobritev za prehod iz kliničnih preizkušanj v komercialno uporabo, pa še to le za določene primere uporabe. Kljub temu bi se lahko industrija približevala prelomni točki zaradi hitrega napredka strojne opreme in modelov umetne inteligence, ki lahko dekodirajo nevronske signale.
Potencial možgansko-računalniških vmesnikov je pritegnil zanimanje milijarderjev, med njimi izvršnega direktorja družbe Tesla Inc. Elona Muska in izvršnega direktorja OpenAI Sama Altmana. Nekateri med njimi verjamejo, da bi lahko te naprave nekega dne postale vsakdanja potrošniška tehnologija, ki odpira nadčloveške sposobnosti.
Kaj je možgansko-računalniški vmesnik?
Možgansko-računalniški vmesnik oziroma BCI možgane neposredno poveže z elektronsko napravo, na primer z računalnikom, pri čemer zaobide preostali del telesa. Vmesnik je zasnovan tako, da zazna možgansko aktivnost, na primer električne signale, ki jih ustvarjajo nevroni, in jih pretvori v ukaze, s katerimi je mogoče upravljati stroje.
BCI prinašajo upanje ljudem, pri katerih so poškodovane živčne povezave med možgani in različnimi mišicami. Vmesniki bi jim lahko pomagali komunicirati, če ne morejo govoriti, ali jim omogočili, z mislimi upravljati zunanje naprave, če so paralizirani. To bi lahko izboljšalo kakovost življenja bolnikov, ki so preživeli možgansko kap, in ljudi s hudimi nevrološkimi boleznimi, kot je amiotrofična lateralna skleroza, bolj znana kot ALS oziroma Lou Gehrigova bolezen.
Prejemnik možganskega vsadka podjetja Synchron, ki je paraliziran zaradi redke oblike Lou Gehrigove bolezni, uporablja računalnik v svojem domu v Melbournu. Foto: William West/AFP/Getty Images
BCI lahko možgane tudi stimulirajo z informacijami iz zunanjega sveta. To bi lahko ljudem z izgubo vida omogočilo, da vidijo, tistim z okvaro sluha pa, da slišijo. Čeprav bolniki z okvaro sluha kohlearne vsadke uporabljajo že od šestdesetih let prejšnjega stoletja, te naprave povezujejo "procesor zvoka" na zunanji strani glave s slušnim živcem, ne pa neposredno z možgani.
Teoretično bi lahko BCI pošiljali tudi signale, ki spreminjajo nevronsko aktivnost. Imajo potencial, da ciljajo specifične dele možganov, povezane z nevrološkimi in duševnimi motnjami. Vsadki, ki dovajajo ciljane električne impulze za "globoko možgansko stimulacijo", se kot medicinski postopek uporabljajo že desetletja, med drugim za zmanjševanje tremorja, ki ga povzroča Parkinsonova bolezen. Vendar jih večinoma obravnavajo kot posebno in manj izpopolnjeno obliko nevrostimulacije v primerjavi z BCI, ki so trenutno v razvoju.
Ali se te naprave res vsadijo v možgane?
Nekateri BCI imajo elektrode, ki prodrejo v možgane, nekateri so nameščeni na površini možganov, vendar še vedno znotraj lobanje, drugi pa so neinvazivne naprave, ki se namestijo na zunanjo stran glave. Poteka široka razprava o tem, kako blizu možganom mora biti vmesnik, da lahko odčitava uporabne informacije in učinkovito stimulira nevrone.
Biološke celice raziskujejo kot način povezovanja BCI z možgani namesto žic. Kalifornijsko podjetje Science Corp. razvija "biohibridno" napravo, ki uporablja plast nevronov za vzpostavitev mostu z možganskim tkivom. Številna podjetja namesto električnih signalov preizkušajo tudi zvočne valove. V ZDA mednje spadata startupa Merge Labs, katerega soustanovitelj je Altman, in Nudge, ki ga je ustanovil kriptomilijarder Fred Ehrsam. Na Kitajskem se je letos pojavil Gestala, katerega soustanovitelj je kitajski internetni milijarder Chen Tianqiao, kot prvo kitajsko podjetje za BCI, osredotočeno na ultrazvok.
Kako je napredovala tehnologija možgansko-računalniških vmesnikov?
V zgodnjih dneh razvoja tehnologije BCI je bilo revolucionarno že to, da je lahko oseba z mislimi premaknila računalniški kazalec. Takrat so bile naprave velike, nerodne in fizično povezane z računalniki. Danes obstajajo eksperimentalne brezžične naprave, ki ljudem omogočajo, da zgolj z mislimi upravljajo računalnike, tablice in pametne domače naprave. Nekaterim je uspelo BCI uporabiti tudi za upravljanje robotskih rok, ki lahko dvigujejo in premikajo predmete.
Pomemben napredek je bil dosežen tudi pri obnavljanju sposobnosti govora. Najnovejši preboji vključujejo dekodiranje "notranjega govora", pri katerem lahko BCI prepozna signale iz možganov, ko oseba razmišlja o tem, kaj želi povedati, in jih pretvori v besede, ki se prikažejo na zaslonu. To pomeni napredek v primerjavi z dekodiranjem "poskusa govora", pri katerem sistem prepoznava nevronske signale, ki jih oseba ustvarja, ko poskuša fizično govoriti, namesto da bi si besede zgolj zamišljala. Raziskovalne skupine z univerze Stanford in Univerze Kalifornije v Berkeleyju so med pionirji razvoja BCI za obnavljanje govora.
Znanstveniki so napredovali tudi pri tem, da slepim osebam omogočijo zaznavanje oblik. Svetlobno občutljive celice v mrežnici lahko poškodujejo bolezni, kot je starostna degeneracija rumene pege, eden vodilnih vzrokov slepote pri starejših, ki prizadene približno 200 milijonov ljudi po svetu. Startup Science je razvil ultratanek brezžični mikročip, ki nadomešča delovanje teh fotoreceptorjev.
Njegov vsadek PRIMA, ki še čaka na regulativno odobritev za komercialno uporabo, je zasnovan tako, da se namesti na zadnji del očesa in sprejema infrardeče svetlobne signale iz para visokotehnoloških očal, ki zajemajo slike zunanjega sveta. Čip to svetlobo pretvori v električne dražljaje, ki jih možgani lahko obdelajo, kar osebam z okvaro vida omogoča, da vidijo oblike in celo berejo. Za zdaj omogoča le črno-beli vid, vendar je to še vedno velik korak naprej v primerjavi s prejšnjo tehnologijo, ki je omogočala samo zaznavanje svetlobnih bliskov. Science je marca sporočil, da je zaključil 230 milijonov dolarjev vredno finančno rundo, medtem ko širi klinična preizkušanja in poskuša napravo PRIMA spraviti na trg.
Katera so nekatera največja imena na tem področju?
Neuralink Corp., ki ga je Musk soustanovil leta 2016, je postal prepoznavni obraz možgansko-računalniških vmesnikov, saj je hkrati izpopolnil tehnologijo in jo približal širši javni razpravi. Njegova naprava, velika približno kot ameriški kovanec za četrt dolarja, je bila vsajena v možgane več kot 20 bolnikom, ki so lahko z njo upravljali računalnik, brskali po spletu in igrali spletne igre.
Bloomberg Mercury
Kot je značilno za podjetja v Muskovi lasti, ima Neuralink ambiciozne načrte za širitev. Cilj podjetja je, da bi do leta 2031 svoje čipe vsako leto vgradili 20.000 ljudem in ustvarili najmanj milijardo dolarjev letnih prihodkov, kažejo dokumenti, ki jih je pregledal Bloomberg. Neuralink je vodilni pri zbiranju kapitala in predstavlja pomemben del od več kot 2,75 milijarde dolarjev, kolikor je bilo doslej vloženih v velika ameriška podjetja s področja BCI. Lani je zaključil 650 milijonov dolarjev vredno finančno rundo, po podatkih PitchBooka pa je ocenjen na več kot 9,5 milijarde dolarjev.
Merge Labs, novejši igralec, za katerim stoji Altman, nekdanji Muskov prijatelj in zdaj tekmec, želi razviti napravo, ki se ne vsadi v možgane, januarja pa je sporočil, da je zbral 252 milijonov dolarjev. Ni jasno, kakšno vrsto BCI bo Merge na koncu razvil, vendar je podjetje preučevalo gensko spreminjanje možganskih celic, da bi naprava lažje zaznavala in spreminjala njihovo aktivnost, so za Bloomberg povedali viri, seznanjeni z zadevo. Znanstveniki že leta preučujejo "sonogenetiko", torej načine, kako bi lahko gene, ki kodirajo beljakovine, občutljive na ultrazvok, dostavili ciljnim celicam.
V drugih delih ZDA ima Utah Array podjetja Blackrock Neurotech najdaljšo zgodovino testiranja na ljudeh, dolgo približno dve desetletji, podjetje pa je BCI vsadilo več kot 55 bolnikom. Paradromics Inc. je svojo napravo pri prvem človeškem bolniku testiral maja lani, letos pa je začel prvo klinično preizkušanje.
Naprava podjetja Precision Neuroscience Corp., niz mikroelektrod, tanjših od človeškega lasu, ki leži na površini možganskega tkiva, ne da bi prodrla vanj, je marca 2025 dobila odobritev ameriške agencije za hrano in zdravila za komercialno uporabo, krajšo od 30 dni, za snemanje, spremljanje in stimulacijo možganske aktivnosti. Podjetje svojega BCI še ne prodaja komercialno, ga pa preizkuša v kliničnih študijah. Do konca aprila je bila naprava po podatkih podjetja Precision vsajena več kot 85 bolnikom.
Thomas Oxley, ustanovitelj in izvršni direktor podjetja Synchron, v svoji pisarni v New Yorku drži stentrodo. Foto: Angela Weiss/AFP/Getty Images
Synchron Inc., ki ga podpirata Jeff Bezos in Bill Gates, se osredotoča na še manj invazivno tehnologijo, ki ne zahteva odpiranja lobanje. Podjetje je razvilo napravo, podobno stentu, ki jo je mogoče skozi bolnikovo vratno veno uvesti do krvne žile nad možgani, od koder odčitava električno aktivnost. Napravo so doslej testirali pri desetih ljudeh, Synchron pa razvija njeno naprednejšo različico.
Kaj pa napredek na Kitajskem?
Kitajska podjetja so na področje invazivnih tehnologij BCI vstopila razmeroma pozno in so svoje naprave vsadila manjšemu številu bolnikov kot ameriški konkurenti. Primerjava zmogljivosti različnih sistemov po svetu je težavna, saj je objavljenih malo raziskav, ki bi jih lahko analizirali neodvisni znanstveniki. Kljub temu je očitno, da startupi na Kitajskem hitro napredujejo.
StairMed Technology Co. je kitajskim podjetjem na področju BCI utrl pot, ko je marca lani postal prvo podjetje v državi, ki je invazivni vsadek preizkusilo v kliničnem preizkušanju. To se je zgodilo približno 14 mesecev po tem, ko je enak korak naredil Neuralink. StairMed trdi, da je njegov vsadek, ki uporablja zunanjo baterijo, paraplegičnemu bolniku omogočil igranje računalniške igre zgolj z mislimi. Podjetje namerava letos napravo vsaditi še 40 ljudem.
NeuroXess Technology je decembra dosegel še en pomemben mejnik za Kitajsko, saj je postal prvo kitajsko podjetje, ki je vsadilo brezžično napravo z vgrajeno baterijo. Marca letos so kitajski regulatorji BCI podjetja Neuracle Technology (Shanghai) Co. odobrili za omejeno komercialno uporabo. Brezžična naprava velikosti kovanca je namenjena osebam s poškodbami hrbtenjače in omogoča upravljanje robotske roke, ki lahko prijema in drži predmete.
Izdelki, razstavljeni v podjetju NeuroXess, visokotehnološkem podjetju s področja bioloških znanosti, ki se osredotoča na prilagodljive tehnologije BCI za zaščito in raziskovanje možganov, v Šanghaju. Foto: Chengdu Economic Daily/VCG/AP
Podjetja na Kitajskem imajo podporo državnih in lokalnih politik, kar bi lahko olajšalo regulatorne postopke in pospešilo razvoj tehnologije BCI. Najnovejši petletni načrt kitajske vlade, ki opredeljuje gospodarske prednostne naloge do konca desetletja, predvideva razvoj BCI kot prihodnjega motorja rasti in usmerjanje več sredstev v to industrijo. Kitajski centralizirani pristop je že prinesel rezultate v drugih sektorjih, saj je pobuda "Made in China 2025" pripomogla k vzponu države v panogah, kot so električna vozila.
Mednarodni konkurenti opažajo ugodno okolje za razvoj BCI na Kitajskem. Aprila je Axoft postal prvo ameriško podjetje za možganske vsadke, ki je sporočilo, da je svojo napravo testiralo na Kitajskem. Izvršni direktor Paul Le Floch je dejal, da je bil del motivacije za raziskave na Kitajskem hitrost, s katero lahko Axoft tam testira vsadke. Podjetje ima tudi druge povezave s Kitajsko: dva soustanovitelja izvirata iz Kitajske, podjetje pa je prejelo tudi kitajske naložbe.
Količina denarja, ki priteka v kitajsko industrijo BCI, je še vedno precej manjša kot v ZDA. Kljub temu se je financiranje kitajskega sektorja BCI s strani skladov tveganega kapitala leta 2025 v primerjavi s prejšnjim letom več kot podvojilo in preseglo 1,8 milijarde juanov oziroma 264 milijonov dolarjev, kažejo podatki platforme ITjuzi.
Vsadek podjetja Axoft, ki vsebuje 1024 zlatih žic, je za prikaz velikosti predstavljen na prstu osebe. Vir: Axoft
Kateri tehnološki izzivi še obstajajo?
Tehnologija BCI je še daleč od popolne in verjetno bodo potrebna leta, preden bo postala široko dostopna. Nekateri vsadki so sicer brezžični in pripravljeni za uporabo doma, drugi pa so fizično povezani z računalniki ali omejeni na laboratorijska testna okolja, kar pomeni, da še niso praktični za vsakdanje življenje bolnikov.
Nekateri menijo, da naprave, vsajene v možgane ali nameščene na njihovi površini, omogočajo podrobnejše odčitavanje nevronske aktivnosti kot neinvazivni BCI, vendar operacija prinaša tveganja. Vstavljanje materialov v površino možganov lahko povzroči nastanek brazgotinskega tkiva, kar lahko moti povezavo med napravo in možgani. Prav tako še ni jasno, kako dolgo lahko vsajeni BCI ostanejo v telesu, ali in kdaj se bodo fizično razgradili oziroma ali jih bo treba zamenjati ali nadgraditi. Pri napravah BCI, ki segajo iz glave, obstaja tveganje okužbe na mestu, kjer se stikata koža in naprava, kar bi lahko zahtevalo novo operacijo za odstranitev vmesnika.
Tudi če bodo tehnični izzivi premagani, ostaja vprašanje stroškov, ne le samih naprav, temveč tudi postopkov njihove vgradnje. Neuralink je v predstavitvi za vlagatelje konservativno ocenil, da bi lahko ustvaril 50.000 dolarjev prihodkov na operacijo. Stroški za bolnike bi lahko bili še višji, če se upoštevajo tudi drugi stroški bolnišnične oskrbe, odvisno od tega, kaj krijejo zavarovalnice in javni zdravstveni sistemi.
Bi se možgansko-računalniški vmesniki lahko uporabljali tudi zunaj medicine?
Medicinske uporabe tehnologije BCI so osredotočene na povrnitev izgubljenih funkcij. Nekateri v industriji pa verjamejo, da bi te naprave ljudem lahko omogočile preseganje naravnih bioloških omejitev.
Na preprostejšem koncu spektra je ambicija, da bi BCI postali izdelki za množični trg, povezani z vsakdanjimi tehnologijami, kot so slušalke in očala, ter spremenili način, kako komuniciramo, opazujemo svet in uživamo zabavne vsebine. Predsednik Neuralinka DJ Seo je dejal, da podjetje upa, da bo do leta 2030 napravo vsadilo tudi "popolnoma zdravi" osebi, in da bi možganski vsadki nekega dne lahko ljudem omogočili, da z mislimi postavljajo vprašanja klepetalnim robotom umetne inteligence, odgovore pa prejemajo prek slušalk.
Nekateri vlagatelji in podjetniki imajo še bolj fantastične vizije, po katerih bi ljudem BCI omogočili telepatske sposobnosti, povečali spominsko zmogljivost možganov in drastično pospešili učenje. Vendar so znanstveniki skeptični do ideje, da bi lahko doživeli lasten trenutek "znam kung fu", kot ga doživi Neo v Matrici, ko se mu znanje borilnih veščin neposredno naloži v možgane.
Tudi v manj spektakularni obliki bi lahko imeli BCI vojaško uporabo, saj bi vojakom omogočali, da z mislimi upravljajo drone in drugo brezpilotno orožje. Agencija ameriškega ministrstva za obrambo za napredne raziskovalne projekte, DARPA, je financirala projekte razvoja tehnologije BCI, vključno z delom tehnologije, ki je pozneje postal del Neuralinka.
Ali je svet pripravljen na možgansko-računalniške vmesnike?
Vlade morajo regulativo pogosto naknadno prilagajati, da zagotovijo odgovorno vključevanje novih tehnologij v družbo. Dejstvo, da se BCI najprej uporabljajo v medicinske namene, bi lahko pomenilo določeno varovalo. Medicinski pripomočki so podvrženi regulatornemu nadzoru, ki zagotavlja varnost bolnikov, tisti, ki se kirurško vsadijo, pa so praviloma deležni še strožjega nadzora. Regulacija industrije pa bi lahko postala zahtevnejša, če bi se meja med medicinskimi in potrošniškimi izdelki zabrisala.
BCI odpirajo pomembna vprašanja zasebnosti in etike, vključno z vprašanji lastništva in uporabe podatkov, ki jih te naprave zbirajo. Čeprav je tehnologija še v zgodnji fazi razvoja, bi lahko človeške misli, če bi postala široko razširjena, postale podatki, izpostavljeni nadzoru, hekerskim vdorom ali zlorabam za politične in korporativne interese. Nekatere ameriške zvezne države, med njimi Kalifornija in Kolorado, so že sprejele zakone, s katerimi poskušajo zaščititi nevronske podatke.
Ni jasno, ali bo med širšo javnostjo obstajalo veliko povpraševanje po napravah BCI, zlasti če bo za njihovo učinkovito delovanje potrebna vsaditev. Možnost nadčloveškega vida ali telepatske komunikacije z drugimi uporabniki BCI se morda zdi privlačna, vendar večina ljudi verjetno ne bi želela prestati operacije možganov zgolj zato, da bi igrala videoigre ali pošiljala elektronsko pošto z mislimi.
.webp){kind=icon}
